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课 次 5、6 课 型 课堂教学 课 题 第三节 液体动力学基础 教 学 目 的 1.了解液体动力学基本概念（理想液体、恒定流动、层流、紊流、雷诺数） 2.掌握流量和平均流速及过流断面概念单位及其三者之间 3.了解液体的流态（层流、紊流）及其判别（雷诺数） 4.掌握液体连续性方程及应用 5.掌握理想液体伯努利方程的物理意义 6.了解动量方程及其应用 重 点 难 点 流量、平均流速、伯努利方程 连续性方程及其应用 伯努利方程的物理意义 教 学 方 法 课程教学 教 具 挂 图 授课班级 授课日期 课 后 小 结 复习 2－3 预习 2－4、2－5、2－6 思考题 2－9、2－10 习题 2－5、6、11 上饶职业技术学院《液压与气动传动》课程教案 【教学内容】 第2章 流体传动基础知识 2.2 液体静力学 2.2.1 液体静压力及其特性 液体的静压力是指液体处于静止状态下单位面积上所受到的法向作用力，在物理学中称为压强，在工程实际中习惯上称为压力,即在面积ΔA上作用有法向力F。液体的静压力具有两个重要的特性： 1）液体静压力的方向总是承压面的内法线方向。 2）静止液体内任一点的液体静压力在各个方向上都相等。 2.2.2 液体静力学基本方程式 如图所示静止液体压力分布规律得知，密度为的液体在容器内处于静止状态。求任意深度处的压力，可取垂直小液柱作为研究体，截面积为，高为。液柱顶面受外加压力作用，液柱所受重力,由于液柱处于平衡状态，在垂直方向上列出它的静力平衡方程式有： 结论： 1）静止液体内任一点的压力由两部分组成：一部分是液面上的压力，另一部分是液体自重所引起的压力。 2）静止液体内，由于液体自重而引起的那部分压力，随液深的增加而增大，即液体内的压力与液体深度成正比。 3）连通容器内同一液体中，深度相同处各点的压力均相等。 　　　　 2.2.3 压力的表示方法及其单位 压力的表示方法有两种，一种是以绝对真空(零压力)为基准所表示的压力，称为绝对压力；另一种是以大气压力为基准所表示的压力，称为相对压力，也称为表压力。 绝对压力=大气压力十相对压力 真空度=大气压力一绝对压力 压力的单位为或。工程上用、、。 r 2.2.4 液体静压力的传递 在密闭容器中，由外力作用所产生的压力可以等值地传递到液体内所有各点,称为帕斯卡原理，或称静压力传递原理，液压传动就是在这个原理的基础上建立起来的。 在液压传动系统中，通常由外力产生的压力要比液体自重形成的压力大得多，可略去项不计， 而认为静止液体中的压力处处相等。在分析液压传动系统的压力时， 常用这一结论。由帕斯卡原理 得： 若重力W＝0，则，则必为零，F1力施加不上去，既负载为零时系统建立不起来压力。 由此得出重要结论：液压系统工作的压力取决于负载，而与流入的流体多少无关。 2.2.5 静止液体对容器壁面上的作用力 静止液体和固体壁面相接触时，固体壁面上各点在某一方向上所受静压作用力的总和便是液体在该方向上作用于固体壁面上的力。 例如，液压缸上的作用力如图所示。 　　 2.3 液体动力学 2.3.1 基本概念 　　1. 理想液体和稳定流动 　　1）理想液体：假定既无粘性又无压缩性的液体。 2）稳定流动：液体流动时，若液体中任何一点的压力、速度和密度都不随时间而变化。 2．流量和平均流速 过流断面：与流体流动方向相垂直的流体横截面，它可能是平面或曲面。 流 量：单位时间内通过某过流断面的液体的体积。流量的常用代号为，单位为，实际中常用的单位为或。 流速称为过流断面上的平均流速，有，故平均流速为: 结论：液压系统中，流速取决于流量。 3．流动液体的压力： 流动液体内任意点处的压力在各个方向上的数值可以看作是相等的。 4．液体的流动状态 人们对液体流动状态的认识 层流――液体分层流动，各层互不干扰。粘性力起主导作用。 湍流――液体流动杂乱无章。惯性力起主导作用。英国物理学家雷诺1883年用实验证明了这两种流态的存在。 雷诺数 Re＝vdH/ν，其物理意义：液流的惯性力于粘性力之比，当雷诺数大时，说明惯性力起主导作用，粘性力的制约作用减弱，液流状态为湍流；湍流属非恒定流动。 当雷诺数小时，说明粘性力起主导作用，液体质点受粘性力制约，不能随意运动，其液流状态为层流。 临界雷诺数：由湍流转变为层流的雷诺数，以Rec表示。当液流的实际雷诺数Re小于临界雷诺数Rec时，液流为层流；反之则为湍流。 2.3.2 连续性方程 连续性方程是质量守恒定律在流体力学中一种表达形式。 ? 对流